Laboratorium materiały budowlane

Dzień 04.12.2009r. godzina 14¹⁵ grupa IV

Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

semestr I rok akademicki 2009/2010

Ćwiczenie nr 11:

FARBY DYPERSYJNE (EMULSYJNE)

Paulina Czechowska

nr indeksu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Anna Krysztofik

nr indeksu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Daniel Legierski

nr indeksu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Paweł Łon

nr indeksu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ocena _____

WSTĘP TEORETYCZNY

Rodzaje farb stosowanych w budownictwie:

- farby na spoiwach rozpuszczalnych w wodzie (tzw. farby wodne)

- farby na spoiwach nierozpuszczalnych w wodzie, a rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych (np. farby olejne)

- farby emulsyjne

Farba emulsyjna (farba dyspersyjna), to zawiesina (dyspersja) cząstek stałych (pigmentów i wypełniaczy) w spoiwie i rozpuszczalniku (np. wodzie) z dodatkiem środków pomocniczych. Spoiwami farb dyspersyjnych są najczęściej dyspersje lub emulsje polimerów akrylowych, winylowych, kopolimerów styrenowych, maleinowych i innych.

Doświadczenie A:

PODSTAWOWE BADANIA DOTYCZĄCE FARB DYSPERSYJNYCH.

1. BADANIA NA SICIE

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest oznaczenie pozostałości na sicie.

1. Opis zagadnienia:

Pozostałość jest to stosunek masy odsiewu do masy badanej próbki wyrażonej w procentach. Zgodnie z normą PN-C-81505:1981 pozostałość na sicie o boku oczka kwadratowego 0,063 mm ni może być większa niż 0,6%.

2. BADANIE GĘSTOŚCI

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie gęstości farby.

1. Opis zagadnienia:

Gęstość farby jest to stosunek jej masy do objętości którą zajmuje. Gęstość należy oznaczać w stałej temperaturze równej (23±0,5) ºC. Gęstość wyraża się w g/cm³ i wyznacza ze wzoru:

$$\rho = \frac{m_{2} - m_{1}}{V_{t}}$$

gdzie: m₁- masa pustego piknometru

m₂ - masa piknometru napełnionego farbą

V_t – objętość piknometru

Gęstość nie powinna być większa niż 1,6 g/cm³

Piknometr - szklany przyrząd laboratoryjny, służący do wyznaczania gęstości cieczy i ciał stałych. Zaopatrzony jest w korek kapilarny lub termometr ze szlifem albo - w najprostszym typie - zakończony długą, wąską szyjką.

1. Przebieg doświadczenia:

1. Ważymy pusty piknometr

2. Wlewamy do niego farbę

3. Usuwamy nadmiar farby ściereczką

4. Ważymy piknometr napełniony farbą

1. Opracowanie wyników pomiarowych:

m₁=149 g

m₂=506 g

V_t=264,1 cm³

$\rho = \frac{506 - 149}{264,1} = \frac{357}{264,1} = 1,35$ g/cm³

1. Wnioski:

Gęstość badanej przez nas farby wynosi 1,35 g/cm³ wobec tego możemy stwierdzić że gęstość spełnia normę EN-ISO 2811-1:2002 ponieważ jest mniejsza od 1,6 g/cm³

3. BADANIE LEPKOŚCI KINEMATYCZNEJ

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie lepkości kinematycznej, czyli przydatności użytkowania farby.

1. Opis zagadnienia:

Lepkość (tarcie wewnętrzne) - właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu.

1. Przebieg doświadczenia:

1. Pobieramy 150 cm³ farby

2. Przelewamy do czystego naczynia przez sita o boku oczka kwadratowego ok. 0,3 mm, szczelnie zamykamy i doprowadzamy do temperatury (20±0,5) ºC

3. Farbą napełniamy kubek Forda zamocowany na statywie pod którym jest ustawione współosiowo naczynie zasłaniając palcem otwór wypływowy

4. Odsłaniamy otwór odpływowy i jednocześnie uruchamiamy stoper

5. Mierzymy czas do momentu gdy wypłynie 50 cm³ farby.

6. Doświadczenie powtarzamy.

1. Opracowanie wyników pomiarowych:

t₁=8,09s

t₂=8,01s t_śr=8,05s

Ponieważ wykres nie przedstawia dokładnie wartości lepkości dla t_śr=8,05s wobec tego wartość lepkości kinematycznej obliczamy podstawiając pod równanie prostej którą wyznaczamy obierając na niej 2 punkty (250,20) i (525,40)

Równanie to ma postać: ν =$\frac{55}{4}t - 25$ => ν= 85,7 mm²/s

1. Wnioski:

Lepkość kinematyczna badanej przez nas farby wynosi około 86 mm²/s.

4. ZDOLNOŚĆ ROZCIEŃCZANIA WODĄ

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie co dzieje się po zmieszaniu farby z wodą.

1. Przebieg doświadczenia:

1. Do badanej farby dodajemy wodę pitną w stosunku objętościowym 1÷1

2. Starannie mieszamy

1. Wnioski:

Bezpośrednio po wymieszaniu nie występuje wytrącanie składników stałych oraz mieszanina nie rozwarstwia się wobec tego możemy stwierdzić że badana farba spełnia wymagania normy PN-C-81914:1998

5. ZDOLNOŚĆ DO NAKŁADANIA

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zaobserwowanie co dzieje się z farbą po rozprowadzeniu jej na powłoce.

1. Przebieg doświadczenia:

1. Badaną farbę nanosimy na płytki szklane

1. Wnioski:

Badana farba łatwo rozprowadza się. Na powłoce nie powstały żadne wytrącenia, spękania i pomarszczenia wobec tego stwierdzamy że badana farba spełnia wymagania normy PN-C-81914:1998.

6. PRÓBA NA ŚCIEKANIE Z POWIERZCHNI PIONOWYCH

1. Cel ćwiczenia:

Celem jest ocena zachowania się warstwy farby na powierzchni pionowej

1. Przebieg doświadczenia:

1. Farbę nanosimy na płytki szklane

2. Ustawiamy płytki pionowo zaraz po nałożeniu farby

3. Tak przygotowane płytki odstawiamy na 10 minut, po których obserwujemy zachowanie się farby na powierzchni.

1. Wnioski:

Warstwa badanej farby na powierzchni pionowej nie wykazuje żadnego ruchu tzn. nie spływa po powierzchni płytki.

Doświadczenie B:

PODSTAWOWE BADANIA DOTYCZĄCE POWŁOK.

1. BADANIE PRZYCZEPNOŚCI POWŁOKI

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie przyczepności powłoki.

1. Przebieg doświadczenia:

1. Na dwóch powłokach wykonujemy 5 nacięć równolegle do podłoża w odległości 5mm oraz 5 nacięć w tych samych odległościach, prostopadle do pierwszych.

2. Przesuwamy po powłokach w obu kierunkach nacięć płaskim pędzlem

1. Wnioski:

Porównując obraz siatki nacięć po przesunięciu po nich pędzlem z obrazami siatki w normie PN-C-81914:1998 przyporządkowujemy badanej próbce parametr siatki nacięć 1. Oznacza to że brzegi nacięć uległy nieznacznemu poszarpaniu a kwadraciki nie wypadają.

2. BADANIE ODPORNOŚCI POWŁOKI NA TARCIE NA SUCHO

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie czy powłoka jest odporna na tarcie na sucho.

1. Przebieg doświadczenia:

1. Przecieramy powłokę pięciokrotnie ciemną tkaniną bawełnianą

2. Obserwujemy czy na tkaninie nie został ślad pigmentu

1. Wnioski:

Po potarciu powłoki czarną tkaniną zaobserwowaliśmy, że na tkaninie można było zauważyć bardzo słaby ślad białego pigmentu. Wobec tego uznajemy że wyrób nie spełnia normy.

3. BADANIE PRZEPUSZCZALNOŚCI PARY WODNEJ

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie przepuszczalności pary wodnej.

1. Opis zagadnienia:

Przepuszczalność pary wodnej (PPW) obliczamy ze wzoru:

$\text{PPW} = \frac{240 \bullet m}{S \bullet t}$ [g/(m²•24h)]

gdzie: m- przyrost masy w naczynku w danym czasie, w mg.

∆t- czas, w którym nastąpiło zwiększenie masy naczyńka, w godzinach

S- badana powierzchnia próbki w cm²

1. Przebieg doświadczenia:

1. Naczyńko pomiarowe zawierające wysuszony żel krzemionkowy przykrywamy krążkiem badanej powłoki o dokładnie wyznaczonej grubości

2. Ważymy naczynko z dokładnościa do 0,0001 g

3. Przenosimy do komory klimatyzacyjnej o temp (20±1) ºC i wilgotności powietrza 50±2

4. Zdejmujemy pokrywę

5. Po 24h naczynie ponownie przykrywamy pokrywą i ważymy z tą samą dokładnością.

6. Powtarzamy czynności w równych odstępach czasu do momentu w którym przyrost masy w 3 kolejnych pomiarach będzie taki sam.

1. Opracowanie wyników pomiarowych:

Nie przeprowadzaliśmy tego doświadczenia w laboratorium ze względu na długi czas trwania doświadczenia

4. WSPÓŁCZYNNIK OPORU DYFUZYJNEGO PARY WODNEJ

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest obliczenie współczynnika oporu dyfuzyjnego pary wodnej.

1. Opis zagadnienia:

Opór dyfuzyjny

Istotne dla stanu wilgotnościowego materiału parametry otoczenia to: temperatura powietrza i zawartość pary wodnej. Jeśli po obydwu stronach warstwy materiału panują zróżnicowane warunki cieplno-wilgotnościowe, to poprzez materiał odbywa się dyfuzja pary wodnej. Para wodna dyfundująca przez materiał może w trakcie tego procesu ulec wykropleniu we wnętrzu warstwy. Materiał stawia opór dyfuzji pary wodnej.

Współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej obliczamy wg wzoru:

$$\mu_{H_{2}O} = \frac{1}{t}\left( 24000\frac{\delta_{L}\left( p_{1} - p_{2} \right)}{\text{PPW}} - t_{1} \right)$$

gdzie: δ_L-współczynnik przenoszenia pary wodnej w powietrzu

(p₁−p₂)- różnica ciśnień parcjalnych pary wodnej w powietrzu z obu stron w naczyńku pomiarowym.

PPW- przepuszczalność pary wodnej

t- grubość powłoki użytej do badań przepuszczalności pary wodnej, w m.

t₁- średnia grubość warstwy powietrza pod powłoką w naczyńku pomiarowym, w m.

1. Wnioski:

Nie obliczaliśmy współczynnika oporu dyfuzyjnego ponieważ opiera się on głównie na długotrwałym pomiarze przepuszczalności pary wodnej.